Het fenomeen van de zelfinductieformule. Zelfinductie emf en circuitinductie

ZELFINDUCTIE

Elke geleider waar elektriciteit doorheen stroomt. De stroom bevindt zich in zijn eigen magnetische veld.

Wanneer de stroomsterkte in de geleider verandert, verandert het m-veld, d.w.z. de magnetische flux die door deze stroom wordt gecreëerd, verandert. Een verandering in de magnetische flux leidt tot het ontstaan ​​van een elektrische wervel. velden en er verschijnt een geïnduceerde emf in het circuit.





Dit fenomeen wordt zelfinductie genoemd.
Zelfinductie is het fenomeen van het optreden van geïnduceerde emf in elektriciteit. circuit als gevolg van veranderingen in de stroomsterkte.
De resulterende emf wordt aangeroepen Zelf-geïnduceerde emf

Circuitsluiting





Bij kortsluiting in elektrisch circuit neemt de stroom toe, wat een toename van de magnetische flux in de spoel veroorzaakt, en er treedt een elektrische wervel op. veld gericht tegen de stroom in, d.w.z. verschijnt in de spoel Zelf-geïnduceerde emf, waardoor de toename van de stroom in het circuit wordt voorkomen (het wervelveld vertraagt ​​​​elektronen).
Als resultaat L1 licht later op, dan L2.

Open circuit





Wanneer het elektrische circuit wordt geopend, neemt de stroom af, vindt er een afname van de flux in de spoel plaats en verschijnt er een elektrisch wervelveld, gericht als een stroom (in een poging dezelfde stroomsterkte te behouden), d.w.z. Er ontstaat een zelfgeïnduceerde emf in de spoel, waardoor de stroom in het circuit behouden blijft.
Als gevolg hiervan wordt L uitgeschakeld knippert helder.

Conclusie

in de elektrotechniek manifesteert het fenomeen zelfinductie zich wanneer het circuit gesloten is (de elektrische stroom neemt geleidelijk toe) en wanneer het circuit geopend wordt (de elektrische stroom verdwijnt niet onmiddellijk).

Waar hangt zelfgeïnduceerde emf van af?

E-mail de stroom creëert zijn eigen magnetisch veld. Magnetische flux door het circuit is evenredig met de inductie magnetisch veld(Ф ~ V), inductie is evenredig met de stroomsterkte in de geleider
(B ~ I), daarom is de magnetische flux evenredig met de stroomsterkte (Ф ~ I).
De zelfinductie-emf hangt af van de snelheid waarmee de stroom in de elektrische stroom verandert. circuit, van de eigenschappen van de geleider
(grootte en vorm) en op de relatieve magnetische permeabiliteit van het medium waarin de geleider zich bevindt.
Een fysieke grootheid die de afhankelijkheid van de zelfinductie-emf aantoont van de grootte en vorm van de geleider en van de omgeving waarin de geleider zich bevindt, wordt de zelfinductiecoëfficiënt of inductie genoemd.





Inductie - fysiek. een waarde die numeriek gelijk is aan de zelfinductieve emf die in het circuit optreedt wanneer de stroom met 1 Ampere in 1 seconde verandert.
Inductantie kan ook worden berekend met behulp van de formule:

waarbij Ф de magnetische flux door het circuit is, is I de stroomsterkte in het circuit.

Eenheden van inductie in het SI-systeem:

De inductie van de spoel hangt af van:
het aantal windingen, de grootte en vorm van de spoel en de relatieve magnetische permeabiliteit van het medium
(kern mogelijk).

De zelfinductieve emf voorkomt dat de stroom toeneemt wanneer het circuit wordt ingeschakeld en dat de stroom afneemt wanneer het circuit wordt geopend.

Rond een stroomvoerende geleider bevindt zich een magnetisch veld dat energie bevat.
Waar komt het vandaan? De stroombron is opgenomen in de elektriciteit keten beschikt over een reserve aan energie.
Op het moment van elektrische sluiting. Het stroombroncircuit gebruikt een deel van zijn energie om het effect van de zelfinductieve emf die ontstaat te overwinnen. Dit deel van de energie, de eigen energie van de stroom genoemd, gaat naar de vorming van een magnetisch veld.

De magnetische veldenergie is eigen huidige energie.
De eigen energie van de stroom is numeriek gelijk aan het werk dat de stroombron moet doen om de zelfinductie-emf te overwinnen om een ​​stroom in het circuit te creëren.

De energie van het magnetische veld dat door de stroom wordt gecreëerd, is recht evenredig met het kwadraat van de stroom.
Waar gaat de magnetische veldenergie naartoe nadat de stroom stopt? - valt op (wanneer het circuit met voldoende wordt geopend grote kracht stroom kan een vonk of boog veroorzaken)

VRAGEN VOOR PROEFPAPIER
over het onderwerp "Elektromagnetische inductie"

Wat is de zelfgeïnduceerde emf?

Volgens de wet van Faraday ℰ is= – . Als Ф = LI, dan ℰ is= = – . Op voorwaarde dat de inductantie van het circuit niet verandert tijdens de stroomverandering (d.w.z. geometrische afmetingen circuit en magnetische eigenschappen van het medium).

ℰ is = – . (13.2)

Uit deze formule blijkt duidelijk dat als de inductantie van de spoel L voldoende groot is en de tijd van stroomverandering kort is, dan is de waarde ℰ is kan een grote waarde bereiken en de EMF van de stroombron overschrijden wanneer het circuit wordt geopend. Dit is precies het effect dat we in experiment 1 hebben waargenomen.

Uit formule (13.2) kunnen we uitdrukken L:

L = – ℰ is/(D I/D T),

die. inductie heeft er nog één fysieke betekenis: het is numeriek gelijk aan de zelfinductie-emf bij een stroomverandering door het circuit van 1 A in 1 s.

Lezer: Maar dan blijkt dat de dimensie van inductie

[L] = Gn = .

STOP! Beslis zelf: A3, A4, B3–B5, C1, C2.

Probleem 13.2. Wat is de inductie van een spoel met een ijzeren kern als gedurende tijd D T= 0,50 s waarvan de stroom in het circuit is veranderd I 1 = = 10,0 A voorheen I 2 = 5,0 A, en de resulterende zelfinductieve emf in grootte is gelijk aan |ℰ is| = 25 Volt?

Antwoord: L = ℰ is» 2,5 Gn.

STOP! Bepaal zelf: A5, A6, B6.

Lezer: Wat is de betekenis van het minteken in formule (13.2)?

Rijst. 13.6

Auteur: Beschouw elk geleidend circuit waar stroom doorheen vloeit. Laten we kiezen richting omzeilen contour - met de klok mee of tegen de klok in (Fig. 13.6). Bedenk: als de richting van de stroom samenvalt met de geselecteerde richting van de bypass, wordt de stroomsterkte als positief beschouwd, en zo niet, dan als negatief.

Huidige wijziging D ik = ik con -I begin is ook een algebraïsche grootheid (negatief of positief). Zelfinductie-emf is de arbeid die wordt verricht door een wervelveld bij het verplaatsen van een eenheid positieve lading langs de contour langs de contourverplaatsingsrichting. Als de intensiteit van het wervelveld gericht is in de richting van het omzeilen van de contour, dan is dit werk positief, en als het ertegen is, is het negatief. Het minteken in formule (13.2) laat dus zien dat de waarden van D I en ℰ Het heeft altijd verschillende tekens.

Laten we dit met voorbeelden laten zien (Fig. 13.7):

A) I> 0 en D I> 0, wat ℰ betekent is < 0, т.е. ЭДС самоиндукции «включена» навстречу направлению обхода;

B) I> 0 en D I < 0, значит, ℰis >

V) I < 0, а D|ik|> 0, d.w.z. de stroommodulus neemt toe en de stroom zelf wordt steeds negatiever. Dus D I < 0, тогда ℰis> 0, d.w.z. De zelfinductie-EMK is “aan” langs de bypass-richting;

G) I < 0, а D|ik| < 0, т.е. модуль тока уменьшается, а сам ток становится все «менее отрицательным». Значит, DI> 0, dan ℰ is < 0, т.е. ЭДС самоиндукции «включена» навстречу направлению обхода.

Bij problemen moet u, indien mogelijk, een bypass-richting kiezen, zodat de stroom positief is.

Probleem 13.3. In het circuit van afb. 13.8, en L 1 = 0,02 H en L 2 = 0,005 Gn. Op een gegeven moment de stroom I 1 = 0,1 A en neemt toe met een snelheid van 10 A/s, en de stroom I 2 = 0,2 A en neemt toe met een snelheid van 20 A/s. Vind weerstand R.

	een b Rijst. 13.8 Oplossing. Omdat beide stromen toenemen, ontstaat er in beide spoelen een zelfinductie-emf ℰ is 1
L 1 = 0,02 Hn L 2 = 0,005 Hn I 1 = 0,1 A I 2 = 0,2 A D I 1/D T= 10 A/s D I 2/D T= 20 A/s
R= ?

en ℰ is 2 tegen de stroom in aangesloten I 1 en I 2 (Afb. 13.8, B), Waar

|ℰ is 1 | =; |ℰ is 2 | = .

Laten we de richting van de ronde met de klok mee kiezen (zie Fig. 13.8, B) en pas de tweede regel van Kirchhoff toe

–|ℰ is 1 | + |ℰ is 2 | = I 1 R–I 2 R ,

R = |ℰ is 2 | – |ℰ is 1 | / (I 1 -I 2) = =

1 Ohm.

Antwoord: R = » 1 Ohm.

STOP! Beslis zelf: B7, B8, C3.

Probleem 13.4. Weerstand spoel R= 20 Ohm en inductie L= 0,010 H bevindt zich in een wisselend magnetisch veld. Wanneer de magnetische flux gecreëerd door dit veld toeneemt met DF = 0,001 Wb, neemt de stroom in de spoel toe met D ik = 0,050 A. Hoeveel lading is er gedurende deze tijd door de spoel gegaan?

ducties |ℰ is| = . Bovendien ℰ is“ingeschakeld” richting ℰ i, omdat de stroom in het circuit toenam (Fig. 13.9).

Laten we de richting nemen waarin we het circuit met de klok mee doorlopen. Dan krijgen we volgens de tweede regel van Kirchhoff:

|ℰ i| – |ℰ is| = IR ,

I = (|ℰ i| – |ℰ is|)/R = .

Aanval Q, in tijd D door de spoel gegaan T, is gelijk

q = ik D T =

Antwoord: 25 µC.

STOP! Beslis zelf: B9, B10, C4.

Probleem 13.5. Spoel met inductie L En elektrische weerstand R via een sleutel verbonden met een stroombron met EMF ℰ . Op dit moment T= 0 de sleutel is gesloten. Hoe verandert de stroom in de loop van de tijd? I in het circuit onmiddellijk nadat de sleutel is gesloten? Door lange tijd na sluitingstijd? Schat de karakteristieke tijd t van de stroomtoename in een dergelijk circuit. Interne weerstand de huidige bron kan worden verwaarloosd.

Rijst. 13.10

Rijst. 13.11

Direct na het sluiten van de sleutel I= 0, dus we kunnen overwegen » ℰ /L, d.w.z. stroom neemt toe met constante snelheid (I = (ℰ /L)T;rijst. 13.11).

Wanneer de schakelaar gesloten is in het circuit getoond in figuur 1, zal er sprake zijn van elektrische stroom, waarvan de richting wordt aangegeven door enkele pijlen. Met het verschijnen van stroom ontstaat een magnetisch veld waarvan de inductielijnen de geleider kruisen en daarin een elektromotorische kracht (EMF) induceren. Zoals vermeld in het artikel “Het fenomeen elektromagnetische inductie”, wordt deze EMF zelfinductie-EMF genoemd. Aangezien elke geïnduceerde emf, volgens de regel van Lenz, gericht is tegen de oorzaak die deze veroorzaakt heeft, en deze oorzaak de emf van de batterij elementen zal zijn, zal de zelfinductie-emf van de spoel gericht zijn tegen de emf van de batterij. De richting van zelfinductie-EMK in figuur 1 wordt weergegeven door dubbele pijlen.

De stroom wordt dus niet onmiddellijk in het circuit vastgelegd. Alleen wanneer de magnetische flux tot stand is gebracht, vindt de kruising van de geleider plaats magnetische lijnen zal stoppen en de zelfgeïnduceerde emf zal verdwijnen. Er zal dan een constante stroom door het circuit vloeien.

Figuur 2 laat zien grafisch beeld gelijkstroom. De horizontale as vertegenwoordigt de tijd en de verticale as vertegenwoordigt de huidige tijd. Uit de figuur blijkt dat als de stroom op het eerste tijdstip 6 A is, deze op het derde, zevende enzovoort tijdstip ook gelijk zal zijn aan 6 A.

Figuur 3 laat zien hoe de stroom in het circuit tot stand komt na het inschakelen. De EMF van zelfinductie, gericht op het moment van inschakelen tegen de EMF van de batterij van elementen, verzwakt de stroom in het circuit, en dus op het moment van inschakelen van de stroom gelijk aan nul. Dan is de stroom op het eerste moment 2 A, op het tweede moment - 4 A, op het derde - 5 A, en pas na enige tijd wordt er een stroom van 6 A in het circuit tot stand gebracht.

Figuur 3. Grafiek van de stroomtoename in het circuit, rekening houdend met de zelfinductieve emf	Figuur 4. De zelfinductie-EMK op het moment dat het circuit wordt geopend, is in dezelfde richting gericht als de EMF van de spanningsbron

Wanneer het circuit wordt geopend (Figuur 4), zal de verdwijnende stroom, waarvan de richting wordt aangegeven door een enkele pijl, het magnetische veld ervan verkleinen. Dit veld, dat van een bepaalde waarde naar nul afneemt, zal opnieuw de geleider passeren en daarin een zelfinductie-emf veroorzaken.

Bij het uitschakelen elektrisch circuit bij inductie zal de zelfinductieve emf in dezelfde richting worden gericht als de emf van de spanningsbron. De richting van de zelfinductie-EMK wordt in figuur 4 weergegeven door een dubbele pijl. Als gevolg van de werking van zelfinductie-emf verdwijnt de stroom in het circuit niet onmiddellijk.

De zelfgeïnduceerde emf is dus altijd gericht tegen de oorzaak die deze veroorzaakte. Ze wijzen op deze eigenschap en zeggen dat de zelfinductie-EMK reactief van aard is.

Grafisch wordt de stroomverandering in ons circuit weergegeven, rekening houdend met de zelfinductieve emf wanneer deze gesloten is en wanneer deze vervolgens op het achtste moment wordt geopend, in figuur 5.

Figuur 5. Grafiek van de stijging en daling van de stroom in het circuit, rekening houdend met de zelfinductie-emf	Figuur 6. Inductiestromen als het circuit opengaat

Bij het openen van circuits met groot aantal windingen en massieve stalen kernen of, zoals ze zeggen, met een hoge inductie, kan de zelfinductieve emf vele malen groter zijn dan de emf van de spanningsbron. Dan zal op het moment van openen de luchtspleet tussen het mes en de vaste klem van de schakelaar worden verbroken en het gevolg zijn elektrische boog zal de koperen delen van de schakelaar smelten, en als er geen behuizing op de schakelaar zit, kan dit iemands handen verbranden (Figuur 6).

In het circuit zelf kan de zelfinductie-EMK de isolatie van de windingen van spoelen, elektromagneten, enzovoort doorbreken. Om dit te voorkomen, bieden sommige schakelapparaten bescherming tegen zelfinductie-EMK in de vorm speciaal contact, waardoor de wikkeling van de elektromagneet wordt kortgesloten wanneer deze is uitgeschakeld.

Houd er rekening mee dat de zelfinductie-EMK zich niet alleen manifesteert op de momenten waarop het circuit wordt in- en uitgeschakeld, maar ook tijdens eventuele stroomveranderingen.

De grootte van de zelfinductie-emf hangt af van de snelheid waarmee de stroom in het circuit verandert. Dus als bijvoorbeeld voor hetzelfde circuit in één geval binnen 1 seconde de stroom in het circuit veranderde van 50 naar 40 A (dat wil zeggen met 10 A), en in een ander geval van 50 naar 20 A (dat wil zeggen met 30 A), dan zal in het tweede geval een drievoudig grotere zelfinductie-emf in het circuit worden geïnduceerd.

De grootte van de zelfinductieve emf hangt af van de inductie van het circuit zelf. Circuits met hoge inductie zijn de wikkelingen van generatoren, elektromotoren, transformatoren en inductiespoelen met stalen kernen. Rechte geleiders hebben een lagere inductie. Korte rechte geleiders, gloeilampen en elektrische verwarmingsapparaten (kachels, kachels) hebben vrijwel geen inductie en het uiterlijk van zelfinductieve emf daarin wordt bijna niet waargenomen.

De magnetische flux die het circuit binnendringt en de zelfinductie-emf daarin induceert, is evenredig met de stroom die door het circuit vloeit:

F= L × I ,

Waar L- evenredigheidscoëfficiënt. Het heet inductie. Laten we de dimensie van de inductie bepalen:

Ohm × sec wordt ook wel Henry (Hn) genoemd.

1 Hendrik = 10 3 ; millihenry (mH) = 10 6 microhenry (µH).

Inductie, behalve Henry, wordt gemeten in centimeters:

1 henry = 10 9 cm.

Een telegraaflijn van 1 km heeft bijvoorbeeld een inductie van 0,002 H. De inductie van de wikkelingen van grote elektromagneten bereikt enkele honderden henries.

Als de lusstroom verandert met Δ i, dan zal de magnetische flux veranderen met de waarde Δ Ф:

Δ Ф = L × Δ i .

De grootte van de zelfinductie-EMK die in het circuit verschijnt, zal gelijk zijn aan (formule van de zelfinductie-EMK):

Als de stroom in de loop van de tijd uniform verandert, zal de uitdrukking constant zijn en kan deze worden vervangen door de uitdrukking. Dan absolute waarde De zelfinductie-emf die in het circuit ontstaat, kan als volgt worden gevonden:

Op basis van de laatste formule kunnen we de eenheid van inductie definiëren - henry:

Een geleider heeft een inductie van 1 H als er bij een uniforme stroomverandering van 1 A per 1 seconde een zelfinductieve emf van 1 V in wordt geïnduceerd.

Zoals we hierboven hebben gezien, treedt zelfinductie-emf alleen op in een gelijkstroomcircuit op de momenten dat het wordt ingeschakeld, uitgeschakeld en wanneer het verandert. Als de grootte van de stroom in het circuit onveranderd is, dan is de magnetische flux van de geleider constant en kan de zelfinductie-emf niet optreden (aangezien. Op momenten van verandering in de stroom in het circuit interfereert de zelfinductie-emf met veranderingen in de stroming, dat wil zeggen, het biedt er een soort weerstand tegen.

Vaak zijn er in de praktijk gevallen waarin het nodig is een spoel te maken die geen inductie heeft (extra weerstand tegen elektrische meetinstrumenten, weerstand van plug-reostaten en dergelijke). In dit geval wordt een bifilaire spoelwikkeling gebruikt (Figuur 7)

Zelfinductie

Elke geleider waar elektrische stroom doorheen vloeit, bevindt zich in zijn eigen magnetische veld.

Wanneer de stroomsterkte in de geleider verandert, verandert het m-veld, d.w.z. de magnetische flux die door deze stroom wordt gecreëerd, verandert. Een verandering in de magnetische flux leidt tot het ontstaan ​​van een elektrisch wervelveld en er verschijnt een geïnduceerde emf in het circuit.

Dit fenomeen wordt zelfinductie genoemd.

Zelfinductie is het fenomeen van het optreden van geïnduceerde emf in een elektrisch circuit als gevolg van een verandering in stroomsterkte.
De resulterende emf wordt zelfgeïnduceerde emf genoemd

Manifestatie van het fenomeen zelfinductie

Circuitsluiting

Wanneer er een kortsluiting is in het elektrische circuit, neemt de stroom toe, wat een toename van de magnetische flux in de spoel veroorzaakt, er verschijnt een wervelend elektrisch veld gericht tegen de stroom in, d.w.z. er verschijnt een zelfinductieve emf in de spoel, die voorkomt de toename van de stroom in het circuit (het wervelveld remt elektronen).
Hierdoor licht L1 later op dan L2.

Open circuit

Wanneer het elektrische circuit wordt geopend, neemt de stroom af, vindt er een afname van de flux in de spoel plaats en verschijnt er een elektrisch wervelveld, gericht als een stroom (in een poging dezelfde stroomsterkte te behouden), d.w.z. Er ontstaat een zelfgeïnduceerde emf in de spoel, waardoor de stroom in het circuit behouden blijft.
Als gevolg hiervan knippert L helder wanneer deze is uitgeschakeld.

In de elektrotechniek manifesteert het fenomeen zelfinductie zich wanneer het circuit gesloten is (de elektrische stroom neemt geleidelijk toe) en wanneer het circuit geopend wordt (de elektrische stroom verdwijnt niet onmiddellijk).

INDUCTIE

Waar hangt zelfgeïnduceerde emf van af?

Elektrische stroom creëert zijn eigen magnetisch veld. De magnetische flux door het circuit is evenredig met de magnetische veldinductie (Ф ~ B), de inductie is evenredig met de stroomsterkte in de geleider
(B ~ I), daarom is de magnetische flux evenredig met de stroomsterkte (Ф ~ I).
De zelfinductie-emf hangt af van de snelheid waarmee de stroom in het elektrische circuit verandert, van de eigenschappen van de geleider (grootte en vorm) en van de relatieve magnetische permeabiliteit van het medium waarin de geleider zich bevindt.
Een fysieke grootheid die de afhankelijkheid van de zelfinductie-emf aantoont van de grootte en vorm van de geleider en van de omgeving waarin de geleider zich bevindt, wordt de zelfinductiecoëfficiënt of inductie genoemd.

Inductie - fysieke hoeveelheid, numeriek gelijk aan de zelfinductieve emf die in het circuit optreedt wanneer de stroom in 1 seconde met 1 Ampere verandert.
Inductantie kan ook worden berekend met behulp van de formule:

waarbij Ф de magnetische flux door het circuit is, is I de stroomsterkte in het circuit.

SI-eenheden van inductie:

De inductie van de spoel hangt af van:
het aantal windingen, de grootte en vorm van de spoel en de relatieve magnetische permeabiliteit van het medium (mogelijk een kern).

ZELFINDUCTIE EMF

De zelfinductieve emf voorkomt dat de stroom toeneemt wanneer het circuit wordt ingeschakeld en dat de stroom afneemt wanneer het circuit wordt geopend.

ENERGIE VAN HET MAGNETISCHE STROOMVELD

Rond een stroomvoerende geleider bevindt zich een magnetisch veld dat energie bevat.
Waar komt het vandaan? De stroombron in het elektrische circuit heeft een energiereserve.
Op het moment dat het elektrische circuit wordt gesloten, besteedt de stroombron een deel van zijn energie aan het overwinnen van de actie van de zelfinductieve emf die ontstaat. Dit deel van de energie, de eigen energie van de stroom genoemd, gaat naar de vorming van een magnetisch veld.

De energie van het magnetische veld is gelijk aan de intrinsieke energie van de stroom.
De eigen energie van de stroom is numeriek gelijk aan het werk dat de stroombron moet doen om de zelfinductie-emf te overwinnen om een ​​stroom in het circuit te creëren.

De energie van het magnetische veld dat door de stroom wordt gecreëerd, is recht evenredig met het kwadraat van de stroom.
Waar gaat de magnetische veldenergie naartoe nadat de stroom stopt? - valt op (wanneer het circuit wordt geopend met een voldoende grote stroom, kan er een vonk of boog ontstaan)

VRAGEN VOOR PROEFPAPIER

over het onderwerp "Elektromagnetische inductie"

1. Noem 6 manieren om inductiestroom te verkrijgen.
2. Fenomeen elektromagnetische inductie(definitie).
3. De regel van Lenz.
4. Magnetische flux (definitie, tekening, formule, invoergrootheden, hun meeteenheden).
5. De wet van elektromagnetische inductie (definitie, formule).
6. Eigenschappen van het elektrische veld van de wervel.
7. Inductie-emf van een geleider die beweegt in een uniform magnetisch veld (reden voor uiterlijk, tekening, formule, invoergrootheden, hun meeteenheden).
8. Zelfinductie (korte manifestatie in de elektrotechniek, definitie).
9. EMF van zelfinductie (zijn actie en formule).
10. Inductie (definitie, formules, meeteenheden).
11. Energie van het magnetische veld van de stroom (de formule waar de energie van het magnetische veld van de stroom vandaan komt, waar het verdwijnt als de stroom stopt).

Een stroom die in grootte verandert, creëert altijd een veranderend magnetisch veld, dat op zijn beurt altijd een emf induceert. Bij elke verandering in de stroom in een spoel (of in een geleider in het algemeen), wordt daarin een zelfinductieve emf geïnduceerd. Wanneer een emf in een spoel wordt geïnduceerd als gevolg van een verandering in zijn eigen magnetische flux, hangt de grootte van deze emf af van de snelheid waarmee de stroom verandert. Hoe groter de snelheid waarmee de stroom verandert, hoe groter de zelfinductie-emf. De grootte van de zelfinductie-emf hangt ook af van het aantal windingen van de spoel, de dichtheid van hun wikkeling en de grootte van de spoel. Hoe grotere diameter spoel, het aantal windingen en de dichtheid van de wikkeling, hoe groter de zelfinductie-emf. Deze afhankelijkheid van de zelfinductie-emf van de snelheid waarmee de stroom in de spoel verandert, het aantal windingen en de afmetingen ervan grote waarde in de elektrotechniek. De richting van de zelfinductie-emf wordt bepaald door de wet van Lenz. De zelfinductie-EMF heeft altijd een richting waarin deze de verandering in de stroom die deze veroorzaakt heeft, verhindert.

Lichtverspreiding (lichtontleding) is een fenomeen dat wordt veroorzaakt door de afhankelijkheid absolute indicator breking van een stof op de frequentie (of golflengte) van licht (frequentiespreiding), of, hetzelfde, de afhankelijkheid van de fasesnelheid van licht in een stof op de golflengte (of frequentie). Het werd rond 1672 experimenteel ontdekt door Newton, hoewel het theoretisch veel later goed werd verklaard.

Ruimtelijke spreiding is de afhankelijkheid van de diëlektrische constante tensor van een medium golfvector. Deze afhankelijkheid veroorzaakt een aantal verschijnselen die ruimtelijke polarisatie-effecten worden genoemd.

Een van de meest illustratieve voorbeelden dispersie - de ontbinding van wit licht wanneer het door een prisma gaat (het experiment van Newton). De essentie van het dispersiefenomeen is het verschil in de voortplantingssnelheid van lichtstralen met verschillende golflengten in een transparante substantie - een optisch medium (terwijl in een vacuüm de lichtsnelheid altijd hetzelfde is, ongeacht de golflengte en dus de kleur) . Typisch: hoe hoger de frequentie van een lichtgolf, hoe hoger de brekingsindex van het medium ervoor en hoe lager de snelheid van de golf in het medium:

rood licht heeft de maximale voortplantingssnelheid in het medium en de mate van breking is minimaal,

door het licht paars de voortplantingssnelheid in het medium is minimaal en de mate van breking is maximaal.

De ontbinding van wit licht door een prisma in een spectrum is al heel lang bekend. Vóór Newton kon niemand dit fenomeen echter begrijpen.

Wetenschappers die betrokken zijn bij de optica waren geïnteresseerd in de kwestie van de aard van kleur. De meest voorkomende overtuiging was dat wit licht eenvoudig is. Gekleurde stralen worden verkregen als gevolg van bepaalde veranderingen daarin. Er waren verschillende theorieën over dit onderwerp, waar we niet verder op zullen ingaan.

Bij het bestuderen van het fenomeen van de ontbinding van wit licht in een spectrum, kwam Newton tot de conclusie dat wit licht complex licht is. Het is de som van eenvoudige gekleurde stralen.

Newton werkte met een eenvoudige opstelling. Er was een klein gaatje gemaakt in het luik van het raam van de verduisterde kamer. Door dit gat ging een smalle straal zonlicht. In de baan van de lichtbundel werd een prisma geplaatst en achter het prisma werd een scherm geplaatst. Op het scherm observeerde Newton een spectrum, dat wil zeggen een langwerpig beeld rond gat, alsof het uit veel gekleurde cirkels bestaat. In dit geval hadden de violette stralen de grootste afwijking – het ene uiteinde van het spectrum – en de kleinste afwijking – rood – het andere uiteinde van het spectrum.

Maar dit experiment was nog geen sluitend bewijs van de complexiteit van wit licht en het bestaan ​​van eenvoudige stralen. Het was algemeen bekend en daaruit kon worden geconcludeerd dat wit licht, wanneer het een prisma passeert, niet uiteenvalt in eenvoudige stralen, maar verandert, zoals velen vóór Newton dachten.

Probleem voor ticket nr. 25

Bepaal de energie W van het magnetische veld van een spoel met N = 120 windingen, als bij een stroomsterkte van i = 7,5 A de magnetische flux naar buiten gelijk is aan Ф = 2,3 * 10^-3 Wb

De magnetische flux die alle N windingen van de solenoïde doordringt, kan worden berekend met behulp van de formule Ф=B*S*N, maar afhankelijk van de voorwaarde die aan ons wordt gegeven (rekening houdend met het aantal windingen), wordt de energie van de magnetische veld van de spoel

W=Ф*i/2=2,3*10^-3*7,5/2=8,6*10^-3 J

Antwoord 8,6*10^-3 J

1. Structuur van de kern. Atoommodel. Rutherfords experimenten.

2. Transformator. Apparaat, werkingsprincipe, toepassing.

3. Wanneer een batterij bestaande uit 20 identieke condensatoren met een capaciteit van elk 4 μF parallel geschakeld, wordt ontladen, komt er 10 J warmte vrij. Bepaal tot welk potentiaalverschil de condensatoren zijn geladen.

Antwoorden op ticket nr. 26

1) Atoomkern - het centrale deel van het atoom, waarin het grootste deel van zijn massa geconcentreerd is (meer dan 99,9%). De kern is positief geladen; de lading van de kern wordt bepaald door het chemische element waaraan het atoom is toegewezen. De afmetingen van de kernen van verschillende atomen zijn verschillende femtometers, wat meer dan 10.000 keer is kleinere maten het atoom zelf.

Kernfysica bestudeert atoomkernen.

De atoomkern bestaat uit nucleonen - positief geladen protonen en neutrale neutronen, die door de sterke interactie met elkaar verbonden zijn. Het proton en het neutron hebben hun eigen impulsmoment (spin), gelijk aan en geassocieerd met het magnetische moment. Het enige atoom dat geen neutron in de kern bevat, is licht waterstof (protium).

De atoomkern, beschouwd als een klasse deeltjes met een bepaald aantal protonen en neutronen, wordt gewoonlijk een nuclide genoemd.

Een atoom is een deeltje van een stof van microscopische grootte en massa, het kleinste deel van een chemisch element, dat de drager is van zijn eigenschappen.

Een atoom is opgebouwd uit atoomkern en elektronen. Als het aantal protonen in de kern samenvalt met het aantal elektronen, dan blijkt het atoom als geheel elektrisch neutraal te zijn. Anders heeft het een positieve of negatieve lading en wordt het een ion genoemd. In sommige gevallen worden atomen alleen opgevat als elektrisch neutrale systemen, waarin de lading van de kern gelijk is aan de totale lading van de elektronen, waardoor ze worden gecontrasteerd met elektrisch geladen ionen.

De kern, die bijna de gehele massa (meer dan 99,9%) van het atoom draagt, bestaat uit positief geladen protonen en ongeladen neutronen die door de sterke kracht met elkaar zijn verbonden. Atomen worden geclassificeerd volgens het aantal protonen en neutronen in de kern: het aantal protonen Z komt overeen met het atoomnummer in periodiek systeem Mendelejev en stelt vast dat het aan sommigen toebehoort chemisch element, en het aantal neutronen N - voor een specifieke isotoop van dit element. Het enige atoom dat geen neutronen in de kern bevat, is licht waterstof (protium). Het Z-getal bepaalt ook het totale positieve elektrische lading(Ze) van de atoomkern en het aantal elektronen in een neutraal atoom, dat de grootte ervan bepaalt.

Atomen verschillende soorten V verschillende hoeveelheden verbonden door interatomaire bindingen vormen moleculen.